一种热风炉用长寿莫来石砖及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种热风炉用长寿莫来石砖，由以下质量百分比的原料制备而成：含Al2O3质量百分量为70%-80%的莫来石75%-95%，硅线石0%-20%，广西白泥4%-6%；还包括以上三种原料质量总和的2%-4%的木质素。其制备方法包括以下步骤：a.按配比称取各原料，加水混合搅拌，制成砖坯；b.干燥；c.烧制：绕结温度为1380℃-1480℃。在莫来石中添加硅线石，可以显著改善其抗蠕变性能，特别是在1400℃以上的高温条件下，硅线石发生莫来石化，并伴随着体积膨胀，而这种膨胀刚好可以抵消或部分抵消高温使用过程中产生的收缩，使得材料具有良好的抗蠕变性能。
【专利说明】一种热风炉用长寿莫来石砖及其制备方法
【技术领域】[0001]本发明属于耐火材料领域，具体地说涉及一种热风炉用的莫来石耐火砖。
【背景技术】
[0002]钢铁工业在国民经济中占有重要地位，高炉、热风炉是炼铁工业中最重要的设备。国外先进国家的高炉、热风炉寿命可达15-20年，我国仅为8年左右。要实现长寿化，耐火材料是其关键因素之一。
[0003]随着近几年冶炼技术的进步，热风炉普遍采用了高风温技术，而且要求热风炉的使用寿命更长，故而对耐火材料的性能有了更进一步的要求。高铝质砖多用于热风炉中，而热风炉中高温、高压的环境对于高铝质耐火材料的抗蠕变性能是一个很大的考验，直接影响着热风炉的使用寿命。这是因为大多数热风炉高温区采用普通高铝砖时，其上部格子砖出现了不同程度的侵蚀现象，即“渣化”，从而造成格子砖的孔洞堵塞；然而该高温区格子砖还承受着上部格子砖的荷重，主要产生由于蠕变致使格子砖不均匀下沉而引起格子砖的塌陷；而在热风炉顶部及管道三岔口等部位损坏的主要现象，也是由高温抗蠕变性能不良而造成的掉砖现象及拱顶开裂。采用纯均质烧结莫来石砖也存在上述缺陷，由于纯均质烧结莫来石砖在1300°C及以下时，具有较好的抗蠕变性能，但当蠕变温度大于1300°C时，表现出较差的抗蠕变性能。在热风炉的高温区，其温度大于1300°C，因此也会出现不同程度的侵蚀现象。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种热风炉用长寿莫来石砖及其制备方法，本发明在莫来石中添加硅线石，可以显著改善其抗蠕变性能，特别是在1400°C以上的高温条件下，硅线石发生莫来石化，并伴随着体积膨胀，而这种膨胀刚好可以抵消或部分抵消高温使用过程中产生的收缩，使得材料具有良好的抗蠕变性能。蠕变之后，试样的体积密度均有所提闻，气孔率略有下降。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种热风炉用长寿莫来石砖，由以下质量百分比的原料制备而成:含Al2O3质量百分量为70%-80%的莫来石75%-95%份，硅线石0%_20%份，广西白泥4%_6%份，还包括以上三种原料质量总和的2-4%的木质素。
[0005]上述热风炉用长寿莫来石砖，由以下质量百分比的原料制备而成:含Al2O3质量百分量为70%-80%的莫来石85%份，硅线石10%份，广西白泥5%份，还包括以上三种原料质量总和的3%的木质素。
[0006]上述热风炉用长寿莫来石砖，所述莫来石中Al2O3质量百分含量是75%。
[0007]上述热风炉用长寿莫来石砖，莫来石是高铝钒土熟料均化料，其中莫来石大颗粒
l-3mm、中颗粒0.075_lmm和细粉细度< 0.074mm按质量比为4:2:1.5-3.5混合而得，硅线石粒度为0-0.2mm,白泥颗粒为0.070-0.088mm。[0008]一种热风炉用长寿莫来石砖的制备方法，包括以下步骤:a.按配比称取各原料，加水混合搅拌，制成砖还；b.干燥；c.烧制:绕结温度为1380°C -1480°C。
[0009]上述热风炉用长寿莫来石砖的制备方法，所述步骤c的烧结温度为1430°C。
[0010]采用上述技术方案，本发明有以下优点:实验结果表明:纯均质烧结莫来石砖在1300°C及以下时，具有较好的抗蠕变性能，但当蠕变温度大于1300°C时，表现出较差的抗蠕变性能。在莫来石中添加硅线石，可以显著改善其抗蠕变性能，特别是在1400°C以上的高温条件下，硅线石发生莫来石化，并伴随着体积膨胀，而这种膨胀刚好可以抵消或部分抵消高温使用过程中产生的收缩，使得材料具有良好的抗蠕变性能。蠕变之后，试样的体积密度均有所提闻，气孔率略有下降。
[0011]由于莫来石要适用于高温用途并具有良好的烧结性能，且其具备粒径小、等轴、粒径大小分布窄的化学均匀性和纯度，因此具有很好的结构性能、化学性能、热性能及机械性能，而硅线石具有在高温下体积膨胀、冷却后体积不收缩的永久膨胀性能，并能在高温条件下不可逆的转化为莫来石，这个反应过程中会引起一定的体积膨胀，能够补偿高温载荷带来的压缩量，进而提高高铝砖的抗蠕变性能，同时硅线石的相变转化也改善了高铝砖的组织结构，相变后的莫来石其结晶方向平行于原晶相界面，能有效的抑制晶界滑移，进一步提高砖的抗蠕变性能。
[0012]热风炉用长寿命新型莫来石砖主要采用在莫来石中添加不同含量的硅线石来改善高铝制品的抗蠕变性能，进而制备出不同硅线石含量的莫来石砖试样。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是莫来石的晶体结构。
[0014]图2是硅线石的晶体结构。
[0015]图3是以配位多面体形式表现的硅线石晶体结构。
[0016]图4是硅线石热膨胀曲线。
[0017]图5是硅线石含量与气孔率、体积密度的关系。
[0018]图6是娃线石含量和耐压强度关系。
[0019]图7是硅线石含量和荷重软化温度。
[0020]图8是实施例4显微结构。
[0021 ]图9是试样实施例5显微结构图。
[0022]图10是试样实施例6显微结构。
[0023]图11是实施例6未分解的硅线石能谱分析图。
[0024]图12是实施例6莫来石化进行中的硅线石能谱分析图。
[0025]图13是实施例6硅线石分解产生莫来石时的能谱分析图。
[0026]图14是不同硅线石含量试样的XRD物相分析。
【具体实施方式】
[0027]—种热风炉用长寿莫来石砖的制备方法，包括以下步骤:a.称取以下质量百分比的准备原料:含Al2O3质量百分量为70%-80%的莫来石75%-95%份，硅线石0%_20%份，广西白泥4%-6%份；再称取以上三种原料质量总和的2-4%的木质素；加水混合搅拌，制成砖坯；b.干燥；c.烧制:绕结温度为1380°C _1480°C，最优烧结温度为1430°C。
[0028]本发明莫来石是高铝钒土熟料均化料，其中莫来石大颗粒l_3mm、中颗粒
0.075-lmm和细粉细度≤0.074mm按质量比为4:2:1.5-3.5混合而得，硅线石粒度为0-0.2mm,白泥颗粒为 0.070-0.088mm。
[0029]本发明以采用莫来石中Al2O3质量百分含量是75%为例进行说明。
[0030]表1是本发明的实施例1-3的实施例列表
【权利要求】
1.一种热风炉用长寿莫来石砖，由以下质量百分比的原料制备而成:含Al2O3质量百分量为70%-80%的莫来石75%-95%，硅线石0%_20%，广西白泥4%_6% ;还包括以上三种原料质量总和的2%-4%的木质素。
2.根据权利要求1所述的热风炉用长寿莫来石砖，其特征在于:由以下质量百分比的原料制备而成:含Al2O3质量百分量为70%-80%的莫来石85%，硅线石10%，广西白泥5%，还包括以上三种原料质量总和的3%的木质素。
3.根据权利要求1或2所述的热风炉用长寿莫来石砖，其特征在于:所述莫来石中Al2O3的质量百分含量为75%。
4.根据权利要求3所述的热风炉用长寿莫来石砖，其特征在于:莫来石是高铝钒土熟料均化料，其中莫来石大颗粒l_3mm、中颗粒O-1mm和细粉细度< 0.074mm按质量比为4:2:1.5-3.5混合而得，硅线石粒度为0-0.2mm,白泥细度为0.070-0.080mm。
5.根据根据权利要求3所述的热风炉用长寿莫来石砖，其特征在于:硅线石粒度为0-0.2mm,白泥细度为 0.074mm。
6.一种权利要求1所述的热风炉用长寿莫来石砖的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:a.按配比称取各原料，加水混合搅拌，制成砖坯；b.干燥；c.烧制:绕结温度为13800C -1480°C。
7.根据权利要求3所述的热风炉用长寿莫来石砖的制备方法，其特征在于:所述步骤c的烧结温度为1430°C。`
【文档编号】C04B35/66GK103626503SQ201310521807
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】崔全掌, 任建国, 范晓凯, 陈海萍, 王富军, 郭红旭, 王松红 申请人:郑州市才华耐火材料有限公司